Как управлять котлом отопления через телефон

GSM-модулем оборудованы довольно дорогостоящие и далеко не все модели отопительных котлов. Однако его можно докупить и подключить самостоятельно, как к дорогостоящим, так и к самым бюджетным моделям. Главное – котел должен иметь возможность подключения внешнего управления, что, впрочем, является нормой практически для всех современных котлоагрегатов.

Стоимость устройства в среднем 4-7 тыс. руб, что довольно немало и сравнимо с хорошими программируемыми термостатами, которые являются более современным решением. Однако GSM-управление котлом подразумевает передачу команд из любой точки страны, где есть сотовая связь, в то время как зона действия термостата ограничивается самим домом или зоной досягаемости домашнего Wi-Fi. Поэтому доустановка GSM-модуля сегодня все еще более, чем оправдана.

Что собой представляют GSM-модули для котлов отопления

GSM-модуль – это небольшой прибор (контроллер), по сути представляющий альтернативу органам управления и автоматике котла. Он принимает сигнал по сотовой связи и передает команду котлу или же в обратную сторону: информирует о состоянии и параметрах работы котла и системы отопления в целом.

Для чего он нужен и как применяется

Обычно первичной целью покупки устройства является экономия и повышение комфорта эксплуатации отопительной системы. Любой GSM-модуль позволяет:

• включать или полностью выключать котел отопления;
• управлять температурой, например, снижая температуру на время отсутствия в целях существенной экономии и восстанавливая комфортный режим еще до приезда в дом;
• управлять параметрами температуры контура ГВС;
• идущие в комплекте практически с любым современным модулем внешние термодатчики позволяют более точно поддерживать температурный режим за счет измерения температуры воздуха в помещении, а не температуры теплоносителя. Также возможно организовать погодозависимую работу котла.

Но не менее важной, по нашему мнению, и действительно более приоритетной для некоторых покупателей целью приобретения является безопасность. GSM-модуль способен оповещать:

• о достижении нижнего или верхнего заданного предела температуры;
• об отключении котла отопления по причине отсутствия электроэнергии или газоснабжения, проблем с отводом продуктов сгорания, ошибок автоматики, разгерметизации системы и т.д. Часто это довольно недооцененная функция, позволяющая находиться в спокойствии при длительном отъезде и в случае неисправности своевременно принять меры для предотвращения замерзания и повреждения системы отопления;
• возможна настройка оповещений о температуре и прочих параметров котла с определенной периодичностью.

Оповещения и управление с телефона можно осуществлять с помощью SMS и уже в зависимости от функционала конкретной модели: через специальное приложение, веб-интерфейс или голосовые команды. GSM-модуль можно подключить к любому котлу, имеющему возможность подключения внешнего управления (имеющего соответствующие клеммы), как к газовому, электрическому или жидкотопливному, так и к твердотопливному.

Практически все современные модели позволяют привязать к контроллеру минимум 2, но обычно до 5 или 10 номеров и отчитываться на каждый из привязанных. Современные устройства, за счет возможности подключения к ним других модулей, позволяют организовать еще более широкий функционал: контроль уровня жидкого и даже твердого топлива (например, пеллет в бункере автоматической подачи), отслеживание состояния датчиков протока и угарного газа, контроль давления в контурах.

Устройство и принцип работы

Основным элементом является контроллер (электронная плата управления). В нем есть слот под SIM-карту, без нее устройство работать не будет. В зависимости от планируемого метода управления и контроля, необходимо выбрать наиболее выгодного сотового оператора и тариф, постоянно поддерживать работу SIM-карты пополняя счет. Вне зависимости от метода передачи команды, контроллер принимает ее по сотовой связи и преобразует в команду для котла, являющуюся приоритетной над работой штатной автоматики.

Для улучшения качества связи контроллер может дополняться антенной. Для обеспечения бесперебойной работы при отключении электричества большинство моделей оснащаются встроенным аккумулятором, поэтому могут без проблем отправить оповещение о проблеме. Практически ко всем современным моделям прилагаются внешние датчики температуры (проводные и беспроводные), информация с которых является приоритетной над измерениями датчиков котла.

Отзывы о GSM-модулях управления котлом: преимущества и недостатки

Как выбрать подходящую модель

Основной критерий – это спецификация модели. Существуют приборы, подходящие только к определенным моделям котлов одного производителя, они выпускаются в качестве дополнительного оборудования к котлу, информация об их предназначении обычно содержится в самом названии. Разумеется, при наличии такой возможности, лучше выбрать GSM-модуль того же производителя, что и котел (он будет подогнан под конкретную линейку моделей и их специфику).

Но также существуют универсальные модели, подходящие абсолютно к любым котлам, имеющим соответствующие клеммы, именно о таких универсальных GSM-модулях идет речь в статье.

На сегодня выбор универсальных GSM-модулей небольшой (около 20-25 моделей), поэтому выделить достаточное количество критериев трудно. Мы рекомендуем изучить наиболее известные и удачные модели (см. далее) и выбирать из них, изучая функционал и удобство каждого, сравнивая цены. Но также рекомендуем обратить внимание на такие критерии, как:

1. Наличие приложения и web-интерфейса, существенно упрощающих управление, позволяющих видеть и анализировать статистику работы. Если производитель не предоставил примеры интерфейса, стоит поискать скриншоты в поиске по картинкам любой из поисковых систем.
   
2. Стандартная комплектация. В комплекте с некоторыми модулями идут внешние датчики температуры, которые можно разместить в отдаленных от котельной помещениях и ориентироваться на их измерения, что является очевидным преимуществом. Хорошей считается комплектация с наличием выносной антенны, позволяющей серьезно улучшить качество связи, а в некоторых случаях, при выносе антенны повыше и вовсе поймать отсутствующий на первом этаже или в подвале отдаленного дома сигнал.
3. Емкость встроенного аккумулятора должна составлять по крайней мере 100-150 мАч, при таких параметрах его хватит на 2-4 часа работы модуля.

Лучшие известные производители и модели: характеристики и цены

«Котел ОК»

Самый востребованный на рынке, один из лучших и самых недорогих GSM-модулей для котлов отопления российского производства. Помимо цены, отличается компактными размерами, максимально простой и легкой настройкой, наличием приложения, способного отправлять команды в том числе и в виде SMS, что является отличным вариантом, позволяющим не использовать тарифы с доступом в интернет.

Функционал прибора довольно простой, минимально необходимый: управление температурой, настройка оповещений, проверка параметров работы котла, также в модуль встроено реле, позволяющее включать и выключать котел.

Из недостатков стоит отметить довольно простое приложение с минимально необходимым функционалом и устаревающим интерфейсом, наличие в комплекте внешнего термодатчика с длиной кабеля всего 0,5 метра, что не подразумевает его установку в других, отдаленных от котельной помещениях. Антенна также не выносная, вкручиваемая в прибор посредством резьбового соединения.

КСИТАЛ GSM 4Т

Еще один известный, более профессиональный и универсальный прибор с гораздо более богатой комплектацией. Функционал управления отоплением в нем примерно такой же, как и в предыдущем «Котел ОК» – минимально необходимый, однако присутствуют целых 4 зоны для дополнительных устройств (датчик протока, дыма, движения, затопления, открытия дверей и т.д.). Также в комплекте идет электронный ключ и считыватель (подобно устанавливаемым в домофоны), поэтому повлиять на настройки, при желании, можно только имея электронный ключ.

Главным отличием является наличие в комплекте двух выносных датчиков температуры с длинной провода 10 м, а также выносной проводной антенны и шнура для подключения резервного внешнего аккумулятора (встроенного, к сожалению, нет). Управление и контроль можно осуществлять как посредством SMS, так и через приложение.

Недостатками, помимо отсутствия встроенного аккумулятора, являются малофункциональный и неудобный, хоть и понятный, интерфейс приложения, менее привлекательный внешний вид с открытыми клеммами и большие габариты. Обратите внимание, что для отопления необходимо выбирать модель, имеющую в конце букву «T».

ЭВАН GSM CLIMATE

Также известен как ZONT H-1, отличается более современным и удобным приложением, с уже готовыми режимами «Эконом» и «Комфорт», а также возможностью программирования параметров работы котла. Достаточно единожды настроить шаблон работы котла и модуль будет автоматически отдавать команды котлу для изменения параметров в зависимости от времени или дня недели. Также доступно управление через web интерфейс. В стандартную комплектацию входит один выносной датчик температуры и выносная антенна.

Пожалуй, единственными недостатками являются отсутствие встроенного аккумулятора и всего один контакт для подключения внешнего термодатчика.

ZONT H-1V

Более совершенный аналог предыдущего GSM CLIMATE (ZONT H-1). Несмотря на менее привлекательный внешний вид, имеет дополнительный режим «Анти-заморозка» и встроенный аккумулятор для автономной работы при перебоях в электроснабжении. К-во подключаемых термодатчиков – до 10 шт.

В остальном, в виду одинаковой прошивки, все аналогично предыдущей модели: такое же управление через SMS, приложение или веб интерфейс, который, к слову, является одним из самых удобных и функциональных, с ведением статистки. В комплекте по прежнему один выносной термодатчик и выносная проводная антенна.

Цены: итоговая таблица

Инструкция по установке и подключению GSM-модуля к котлу

Установка и подключение к котлу у всех GSM-модулей практически ничем не отличается, а подробный алгоритм всегда описан в инструкции прибора. Разберем процесс подключения на примере «Котел ОК».

Фото	Описание действия
	Нажмите на соответствующие зажимы по бокам корпуса и откройте заднюю крышку для доступа к слоту SIM-карты.
	Установите SIM-карту в слот. На карте не должно быть ограничений и ПИН-кодов, должен быть подключен удобный тариф и положительный баланс.
	Прикрутите антенну. Вставьте в соответствующий разъем адаптер питания и подключите шнур в розетку, при нормальной работе должен непрерывно гореть светодиод питания (см. фото). Переведите переключатель аккумулятора в положение «включено», должен загореться соответствующий индикатор. Через некоторое время (около 10 сек) должен загореться индикатор GSM, свидетельствующий о том, что прибор зарегистрировался в сети. Для завершения регистрации позвоните на номер вставленной SIM-карты. Процесс регистрации отличается в зависимости от модели, но всегда описан в инструкции.
	Осталось подключить модуль к котлу. Для этого необходимо найти специальные контакты внутри котла, отвечающие за внешнее управление или внешний термодатчик (их расположение всегда можно найти в инструкции котла). Как правило, между этими контактами стоит перемычка, которую нужно вынуть. Осталось в соответствии с инструкцией соединить соответствующие контакты, делается это с помощью любого провода сечением от 0,5 мм2, просто вставьте кабель и закрутите клеммы отверткой. В комплекте такие кабели не прилагаются в виду требований к их длине, которые всегда индивидуальны.

Все, что вчера казалось фантастическим и невозможным, сегодня становится реальностью. Это коснулось и автономных отопительных систем.

Наряду с русскими печками, выложенными «дедовским» способом, появились «умные» отопительные агрегаты, способные получать команды и менять режим работы на расстоянии. Дистанционное управление газовым котлом через смартфон стало доступным и популярным.

Предлагаем полезную информацию по использованию мобильного устройства в качестве пульта управления отопительной системы дома с газовым котлом. Если ваше оборудование работает на природном газе, но вы пока не применяли удаленное управление, обратите внимание на новые возможности – с ними жизнь в частном доме куда комфортнее и привлекательнее!

Преимущества дистанционного управления

Не все пользователи бытовой техники являются сторонниками новых технологий. Многих вполне устраивает обычное механическое управление – просто, доступно, без лишних «наворотов».

Но прежде чем делать окончательные выводы, предлагаем рассмотреть достоинства «умного» оборудования, которое не просто делает жизнь более легкой и комфортной, но и позволяет значительно сокращать расходы.

Управляя газовым котлом на расстоянии, вы можете экономить от 20 до 50 % от общего количества трат на отопление жилища, просто меняя режим работы или выбирая подходящую программу

Главное достоинство удаленного управления газовым котлом скрывается в самом способе: не нужно постоянного присутствовать в доме, «общение» с оборудованием происходит на любом расстоянии.

Причем оно двустороннее – вы посылаете агрегату команды, которые он выполняет и, в свою очередь, оповещает вас об актуальных параметрах и моментально сигнализирует о сбоях и нарушениях в работе.

Возможности программирования отопительной техники ограничены, но все же достаточно широки. Сегодня, обладая газовым котлом с дистанционным управлением, вы можете планировать режим обогрева, находясь на работе, в гостях и даже в длительной поездке

Пользователи, успешно «обкатавшие» систему удаленного управления, выделяют следующие ее преимущества:

• Увеличение ресурса эксплуатации котла за счет оптимального выбора режима, снижения количества выключений/включений, в целом – более бережного использования.
• Долговременное отсутствие больше не грозит возвращением в холодный коттедж – по пути домой можно установить нужную температуру.
• Если установлены наружные погодные датчики, даже не придется вмешиваться в работу котла во время оттепели или заморозков – регулировка температуры произойдет автоматически.
• На расстоянии можно выбирать более комфортный для сна «ночной» режим.
• Если наступит аварийная ситуация или выйдет из строя какая-либо деталь – вы в ту же минуту узнаете об этом.

Конечно, многое зависит от нюансов монтажа и сложности отопительной системы.

Плюс в том, что со смартфона можно управлять не только простейшей, но и разветвленной сетью – с радиаторным или конвекторным отоплением, системой «теплый пол».

В свободной продаже можно найти оборудование для климатического зонирования, которое позволит настраивать комфортную температуру по комнатам: в спальне или кухне – более низкую, в гостиной или детской – выше

Некоторые функции системы запускаются в автоматическом режиме, то есть вам даже не потребуется выбирать режим на телефоне – оборудование само переключится по сигналам датчиков.

Варианты контроля за котлом по смартфону

Для дистанционного управления бытовым газовым котлом доступны три решения:

• подключение GSM модуля;
• использование «умного термостата» посредством связи по WI-FI;
• установка терморегуляторов.

Каждый способ удаленного управления хорош по-своему, а выбор его зависит от нескольких факторов: наличия интернета, модели газового котла, финансовых возможностей.

Рассмотрим все три варианта – один из них может вам подойти, и в результате частичного апгрейда управление отопительной системой станет намного легче.

Вариант #1 – подключение модуля GSM

Это самое распространенное решение, применимое даже в районах, не охваченных сетью Интернет.

Газовый котел управляется с помощью блока GSM – компактного модуль–контроллера. В него вставляют SIM-карту, которая персонализирует владельца и дает возможность держать связь с удаленным оборудованием

В целях экономии домовладелец может выбрать наиболее подходящего сотового оператора и выгодный тариф.

GSM-модуль программируется и по принципу работы напоминает компьютер с ограниченными функциями. Этот блок соединен с датчиками, установленными как в оборудовании, так и в окружающей среде – в комнатах, на улице. В зависимости от параметров, выдаваемых датчиками, газовый агрегат в автоматическом режиме меняет программу или управляется со смартфона.

Для связи с блоком управления, установленном в доме, потребуется любой электронный девайс – ноутбук, планшет, но удобнее всего пользоваться смартфоном, более компактным и универсальным

Для удобства управления, выбора режимов и программ разработчики создали приложения для различных операционных систем: iOS, Android, Windows Phone.

Существует несколько режимов, с помощью которых производится управление газовым котлом:

• Полностью автоматический контроль. Агрегат действует согласно заданным параметрам, введенным в программу заранее. Если требуются изменения, программу следует откорректировать.
• Передача тревожных оповещений при наступлении аварийных или ремонтных ситуаций. Если произошла утечка газа или котел внезапно прекратил работу, на смартфон подается сигнал.
• «Общение» с помощью SMS-посланий. Существует перечень команд, которые распознает автоматика газового котла, а затем вносит изменения в работу оборудования.
• Расширенные возможности управления. С помощью специальной программы можно контролировать все системы, подключенные к блоку GSM.

Преимуществом удаленного управления по мобильной связи считается практически постоянный контроль и неограниченные возможности, зависящие только от выбранного приложения и установленного оборудования.

Еще несколько плюсов использования GSM-модуля:

Проблемы могут случиться при некачественной сотовой связи. Домовладельцу нужно внимательно следить за расходованием средств – при отрицательном балансе возможность управлять отопительным оборудованием прервется.

Вариант #2 – использование сети Интернет

Если сеть Интернет распространяется на район с вашим загородным жилищем, то управлять газовым котлом можно с помощью ее.

В доме устанавливают WI-FI роутер, а к котельной технике подключают интернет-термостат. Он и является связующим звеном между владельцем здания и отопительным оборудованием

Как только температура в комнате опускается ниже нормы, датчик передает сигнал приемнику, который взаимодействует с котлом и включает нужный режим обогрева.

Пользователь может управлять всем процессом со смартфона, следить за изменениями, вносить коррективы. Посредником между владельцем дома и оборудованием выступает провайдер. Для непрерывной связи важно обеспечить доступ к сети Интернет и в доме, и в месте нахождения пользователя.

Преимущество системы в неограниченном количестве датчиков газового котла – уровень обогрева можно регулировать на всех участках, обслуживаемых отопительной системой здания.

Как и при дистанционном управлении газовым котлом через GSM-модуль, домовладелец может контролировать процесс отопления удаленно, при этом вносить актуальные изменения. Есть возможность установить программу, меняющую режим работы котла в зависимости от времени суток, дней недели, сезона.

Термостаты, работа которых зависит только от стабильности интернет соединения, бывают различными, но принципы работы у них схожие.

В жилых комнатах и других обогреваемых помещениях устанавливают переносные температурные датчики с заранее установленными настройками. Они связаны с электронным термометром, в программу которого внесены рабочие параметры

При желании можно задать экономичный температурный режим воды, применяемой для бытового использования или для отопления «теплых полов».

За работой котла и остального оборудования можно следить по схемам или графикам приложения. При возникновении нестандартной ситуации пользователь получает оповещения.

Управление котлом производится с электронного устройства – персонального компьютера, планшета, смартфона, но остается возможность и ручного управления с панели на агрегате.

Вариант #3 – установка терморегуляторов

Если в доме установлен роутер и подключен интернет, есть возможность управлять даже старой моделью котла без электронной начинки и автоматики.

Для этого нужно купить терморегуляторы универсального типа и создать сеть, объединяющую все отопительное оборудование. Управлять системой можно посредством интернет-соединения

Главным элементом системы является электронный контроллер и WI-FI-передатчик «в одном лице». Он программируется, после чего наступает возможность управления отопительными функциями в различных зонах. Количество таких зон зависит только от возможностей домовладельца – электронные термостаты можно установить на каждый радиатор.

По особому каналу контроллер связан с узлом отключения котла. Если возникает необходимость, агрегат выключают, находясь на расстоянии в сотни километров или из соседней комнаты. Управление контроллером ведется не только по беспроводной связи, но и вручную, прямо на блоке.

Система терморегуляторов легко охватывает несколько зон, при этом на каждом участке можно установить до 6 термостатов.

Выводы и полезное видео по теме

О возможностях бюджетных GSM модулей:

Технические нюансы удаленного управления:

Практическое применение гаджета для регулировки работы газового котла:

Дистанционное управление удобно и повышает степень комфорта, но оно не защищено на 100 % от разрыва связи. Всегда нужно иметь страховку на случай отключения интернет-соединения или электроэнергии.

Продвинутые теплотехники предлагают внедрять только проверенные системы удаленного управления, пользоваться лицензионным оборудованием, продумывать способы резервного питания и дублировать каналы связи с газовым котлом.

В расположенном под текстом блоке вы можете поделиться собственным опытом в освоении и использовании прогрессивных схем управления домашними коммуникациями. Оставляйте комментарии, задавайте вопросы, размещайте фото по теме статьи. Не исключено, что ваши рекомендации пригодятся посетителям сайта.

Если из дома приходится надолго уезжать или речь идет о даче, важно поддерживать постоянную температуру котла. Во-первых, это предотвращает замерзание воды в системе. Во-вторых, прогревает помещение до нужного уровня. Наиболее распространенный способ реализовать управление котлом на расстоянии – GSM-модуль. Поговорим о нем подробнее.

Устройство и принцип работы GSM-модуля для котла

По сути, GSM-модуль представляет собой вариацию мобильного телефона, поскольку использует тот же протокол связи.

Принцип работы прибора выглядит следующим образом:

Сам модуль состоит из следующих конструктивных элементов:

• Термостат. Управляет температурой котла и подает сигнал на смартфон владельца о ее изменении. Многие модели позволяют задействовать и другие способы оповещения (световые, звуковые сигналы).
• Крепеж. База для монтажа приспособления. Обычно предназначена для установки на вертикальной стене.
• Блок питания. Элементы модуля не рассчитаны на работу со стандартным напряжением бытовой электрической сети. Поэтому им необходим блок питания. Обычно рабочее напряжение прибора составляет 9 В или 12 В.

• Антенна. Позволяет принимать сигналы в диапазон GSM, с помощью которых осуществляется управление модулем.
• Датчик. Определяет температуру котла и передает полученную информацию на термостат для дальнейшей обработки и уведомления владельца. Большинство датчиков способны работать при t от -50 ^о С до +99 ^о С. Это позволяет использовать их практически в любых условиях.
• Резервный источник питания. Представляет собой батарею или аккумулятор. Предназначен на случай отключения подачи электрической энергии или поломки блока питания. Обеспечивает продолжительную автономную работу устройства с полным сохранением функционала.

Режимы работы

Большинство существующих моделей устройств имеют два режима работы:

• Автоматический. Владелец прибора задает необходимые настройки, а девайс работает в соответствии с ними. Например, можно задать отключение котла при достижении определенной температуры и повторное включение после остывания.
• Ручной. В этом случае управление осуществляется полностью вручную. Для этого используют смартфон.
• Тревожный. По сути, это тот же автоматический режим. Но с одной оговоркой – система оповещает пользователя в случае чрезвычайных ситуаций (например, неожиданного повышения температуры сверх допустимых значений или самопроизвольного отключения котла).

Некоторые модели позволяют комбинировать режимы. Например, можно задействовать ручное управление котлом и одновременно с этим включить уведомления о внештатных ситуациях.

С какими котлами работает

Перед покупкой модуля нужно выяснить, поддерживает ли котел отопление подключение подобного устройства. Такая поддержка есть далеко не во всех моделях.

Для подключения девайса подойдут автономные системы с принудительной циркуляцией теплоносителя (то есть оснащены насосом). При этом необходима переработка системы безопасности с целью предотвращения прорывов в местах подключения модуля.

Особенности эксплуатации в различных типах котлов

Устройство имеет специфику эксплуатации в разных типах систем отопления:

• При применении в электрокотлах возможно отслеживание напряжения. Также девайс может подать сигнал о коротком замыкании.
• При использовании с несколькими котлами одновременно прибор может обобщать информацию от них. Это актуально при применении на производстве или в хозяйственных помещениях.
• В пеллетных котлах, работающих на древесных гранулах, модуль может регулировать подачу топлива в систему.

Когда нужен модуль

GSM-модуль для управления котлом требуется при долгом отсутствии хозяина дома при условии, что необходимо поддерживать определенную температуру или своевременно включить отопление.

К числу наиболее распространенных ситуаций, когда такое необходимо, можно отнести следующие:

• Длительный отъезд. Владелец дома уезжает в командировку или на отдых. При этом полностью выключить отопление нельзя – замерзнет система. В то же время управлять котлом дома некому.
• Дача с системой отопления. Если в дачном доме установлена система отопления, то при отключении котла в холодное время года она замерзнет. Чтобы нее допустить этого, можно слить систему. Но тогда приехать на дачу зимой будет невозможно из-за холода, который будет стоять в доме. Решение проблемы – дистанционное поддержание невысокой плюсовой температуры для предотвращения замерзания с помощью GSM-модуля.

Как выбрать GSM-модуль

При выборе GSM-модуля стоит обратить внимание на следующие параметры:

• Удобство управления. Со смартфоном все понятно – прибор управляется с помощью приложения. А вот если хозяин дома, взаимодействие с устройством происходит под другому. Наиболее распространенных способов управления два: физические кнопки и сенсорный экран. Модели со вторым вариантом удобнее (они показывают больше информации о работе системы отопления). Но стоят дороже. Кончено, есть и такие модели,, которые управляются исключительно со смартфона. Но их покупать не стоит – использовать подобные устройства не очень удобно.
• Комплектация. Базовый комплект поставки модуля – это антенна, внутренний термодатчик, крепеж и само устройство. Но бывают модели с расширенной комплектацией. Она может включать внешние температурные датчики, определители загазованности и другие компоненты. Комплект подбирают исходя из конкретных задач. Например, если цель – обеспечение максимальной безопасности, лучше брать вариант с датчиком загазованности. А если нужно просто дистанционно управлять котлом, подойдет минимальная комплектация.

• Количество каналов. Чем их больше, тем больше пользователей могут управлять прибором. В самых дешевых моделях два канала. Но если домочадцев трое или четверо, такой вариант совершенно не подходит. Поэтому чем больше человек в семье, тем больше должно быть каналов на модуле. При этом нужно иметь в виду, что многоканальные приборы обойдутся дороже.
• Емкость резервной батареи. Чем она больше, тем дольше устройство способно работать в автономном режиме. Нужно иметь в виду, что не стоит переплачивать за емкую батарею там, где в ней нет нужды. Она актуальна лишь в случае, когда в населенном пункте, где находится дом, часто и надолго отключают электричество.

GSM-модуль для котла – тот случай, когда от цены напрямую зависит качество прибора. Чем выше стоимость, тем мощнее процессор (а значит, больше настроек можно задать), удобнее управление и богаче комплектация. Поэтому экономия – это всегда компромисс по отношению к комфорту использования девайса.

Как подключить модуль самостоятельно

Алгоритм подключения модуля к котлу всегда примерно одинаков. Модель девайса при этом не имеет никакого значения.

Чтобы подключить прибор, необходимо:

1. обесточить котел;
2. снять кожух;
3. присоединить или припаять провода модуля к плате котла в соответствии с инструкцией;
4. установить SIM-карту, антенну, датчики;
5. поставить обратно кожух котла;
6. включить модуль и синхронизировать его со смартфоном;
7. возобновить подачу электричества.

Лучшие модели GSM-модулей для дистанционного управления отопительными котлами

Рассмотрим несколько актуальных моделей устройств, доступных на сегодняшний день для покупки.

КотелОК 2.0

Простая, недорогая и надежная модель российского производства. Стоимость изделия варьируется от 5 000 до 6 500 рублей.

Состоит из следующих компонентов:

• GSM-блок с антенной;
• панель управления;
• датчик.

Панель управления имеет широкий монохромный дисплей и четыре кнопки настройки. Хорошая антенна GSM обеспечивает хорошее качество сигнала.

Телеметрика 3

Компактный и удобный GSM-модуль. Имеет большой и максимально информативный монохромный жидкокристаллический дисплей. Управление осуществляется с помощью трех физических кнопок, которые расположены под экраном.

• Главный плюс девайса

Универсальность. Его можно подключить не только к котлу, но и к любому другому устройству (например, кондиционеру).

• Минус

Отсутствие комплектной наружной антенны. Конечно, возможна установка сторонней. Но это дополнительные расходы. Которые совершенно неуместны при высокой цене прибора (порядка 9 000 – 10 000 рублей).

Оптима-1 Тепломонитор

Простое, надежное и удобное в использовании устройство. Состоит из пары термостат – GSM-модуль. Умеет работать с несколькими котлами одновременно. Также возможно подключение к системе сигнализации.

Предусмотрено программирование на ближайшие семь дней для использования в автоматическом режиме. Есть защита от замерзания, что позволяет применять модель в условиях отрицательных температур.

Благодаря наличию в комплекте выносной антенны обеспечен устойчивый прием сигнала со смартфона владельца с почти полным отсутствием перебоев.

• Главный минус устройства

Недостаточно информативный интерфейс. Дисплея тут нет. Вместо него используются индикационные светодиоды. Понятно, что всю нужную информацию с их помощью отразить затруднительно.

Стоимость прибора – от 8 500 до 9 000 рублей.

Подведем итоги

GSM-модуль – устройство для управления отопительным котлом на расстоянии. Оно позволяет регулировать температуру, включать и выключать систему в нужное время. Прибор подойдет тем, кто длительное время отсутствует дома. Разные модели имеют различный функционал. Обычно чем дешевле устройство, тем меньше набор функций и беднее комплектация. Подходящий вариант подбирают исходя из задач использования.

Видео-советы по управлению котлами отопления через GSM-модуль

Очень удобно запустить отопление или регулировать уровень обогрева жилья, находясь далеко от дома. Современные системы связи позволяют реализовать GSM управление котлом без переоборудования отопительного аппарата. Затраты будут, но их уровень несопоставим с выгодой от использования новой системы управления.

Принцип действия и варианты использования системы GSM

Речь идет о современных газовых и электрических котлах отопления с электронным управлением режимами работы. Старые котлы с электромеханической системой управления, равно как и аппараты с энергонезависимым контролем пламени и расхода газа, однозначно непригодны.

Дистанционное управление котлом возможно лишь при условии, что основные команды на запуск, остановку, регулирование мощности выдаются с управляющей электронной платы, установленной компанией-производителем.

Существует несколько способов реализовать внешнее управление газовым котлом с помощью подключаемого GSM-модуля:

1. Только дистанционное включение-выключение котла.
2. Подключение дополнительного контроллера GSM к внешнему термостату котла.
3. Сопряжение платы управления современного газового котла с дополнительным управляющим модулем, оборудованным GSM каналом.

Многие компании, предоставляющие услуги по подключению GSM модуля управления котлом, утверждают, что дистанционно можно управлять любым греющим оборудованием, вплоть до отдельного электрического конвектора. При этом нет информации о том, как именно происходит этот процесс, и как осуществляется контроль за работой котла.

При выборе модели GSM-блока обращайте внимание на способ под­ключения внешней системы управления к котлу – куда, к каким блокам котельного оборудования будут скоммутированы провода и шлейф от электронной платы с мобильным каналом связи.

Проблема в том, что вмешательство в работу, установка дополнительных плат, контроллеров ведет к тому, что газовый котел с GSM управлением от постороннего производителя, не являющегося официальным дилером, сервисным представителем компании производителя газового котла, автоматически снимается с гарантии и дальнейшего обслуживания.

Управлять дистанционно работой отопительного оборудования – это интересно, но лишиться гарантии, оплачивать за свой счет обслуживание или ремонт газового котла стоимостью в 1000-1500 долл., будет опрометчивым решением.

Возможно, имеет смысл купить GSM-блок непосредственно у сервисной службы, не теряя старой гарантии, и получить новую, но уже на весь котел с дистанционным управлением.

Вариант управления старым оборудованием с помощью GSM – модуля

Старые газовые и электрические котлы, исправно работающие уже по 20 лет, не имеют в конструкции электронных компонентов, с помощью которых можно было бы напрямую подключить плату управления. В этом случае внешний блок GSM подключается к агрегату через управляющее реле.

По сути, GSM-блок осуществляет управление подачей или отключением электрического питания на газовом котле. Необходимую температуру на панели должны выставить хозяева квартиры. Блок только включит или выключит отопительное оборудование после отправки соответствующей SMS c мобильного телефона.

Аналогичным способом подключается электрический котел старой модели.

У такой схемы есть два преимущества:

1. Наиболее безопасный способ сопряжения GSM-платы с отопительным оборудованием. Выход из строя мобильного блока управления ничем не грозит котельной электронике.
2. Сохраняется гарантия на обслуживание газового или электрического котла.

Многие компании, занимающиеся сервисным обслуживанием газовых котлов, настаивают на подключении аппаратов к электросети через защитное реле. В случае резкого скачка напряжения в сети это устройство моментально разрывает контакт, и по умолчанию возвращает электропитание через 5-10 с. По сути, схема релейного управления котлом ничем не отличается от варианта с использованием защитного реле.

Схема подключения GSM – модуля к старым газовым котлам с внешним термостатом

Котельное оборудование индивидуального отопления, выпущенное 12-15 лет назад, уже имеет на электронной плате разъем для подключения элемента управления от внешнего датчика температуры. Это блок с электронным «градусником», который можно было установить в любой комнате квартиры и подключить к плате газового котла с помощью проводки на удалении 10-12 м. Становилось возможным выставить требуемый уровень температуры в помещении, и система отопления поддерживала бы ее.

В этом случае внешний GSM-модуль подключается к реле, управляющему электропитанием отопительного оборудования, и к входу на плате для внешнего термостата. Этот вариант управления котлом больше похож на полноценную систему контроля. Владелец жилья может по мобильному телефону или по интернету отправить сообщение на GSM–блок, а контроллер перекодирует и отправит необходимый сигнал на котельную электронную плату.

Этого достаточно для того, чтобы управлять работой отопления в доме или квартире, но с минимальным функционалом. Единственный минус – о гарантии можно забыть.

Подключение GSM платы к блоку управления современным котлом

Современные модели GSM–модулей подключаются к разъему или шлейфу на плате котла. Самые простые блоки коммутируют прямо к разъему, предусмотренному для дистанционного управления температурой и режимом работы отопительного оборудования. Например, у модели ARISTON UNO 24 MFFI управляющий шлейф коммутируют на разъем (О).

Помимо упрощения схемы подключения к электронике, современные GSM-блоки получили дополнительные возможности:

1. Направлять на мобильный телефон информацию о состоянии и работе отопительного оборудования.
2. Возможность уточнения состояния датчиков температуры, давления, электросети и заряда аккумулятора.
3. Ряд дополнительных охранных и контролирующих функций, иногда даже не связанных с работой газового котла, но имеющих важное значение.

Современный GSM-блок уже больше похож на компьютер, чем на систему контроля на основе мобильной связи. Появился аккумулятор, микропроцессор, сетевая карта для подключения компьютера и сети Интернет.

Если раньше отчет выдавался в виде трудночитаемых символов в СМС, то на сегодня большинство GSM-блоков выдают сведения на мобильное приложение, установленное в смартфоне хозяев.

При необходимости к системе управления котлом можно подключиться непосредственно из интернета. Это делает процесс настройки более надежным, так как устраняется самое слабое звено цепочки GSM-связь, которая может быть не везде доступной для владельцев квартиры. Кроме того, устраняется возможность со стороны злоумышленников блокировать мобильную связь с помощью GSM-глушилки.

В целом устройство стало на порядок сложнее и в несколько раз дороже простейших релейных и термостатных моделей.

Монтаж кситала своими руками: видео.

Достоинства и недостатки

Преимущества заложены в самой идее управления функциями котла, используя сотовый телефон или планшет. С помощью приложения или отправки текстовой команды можно дистанционно контролировать работу системы отопления в отсутствие жильцов.

Что это дает:

1. Экономия газа.
2. Дополнительный контроль за работой систем газового котла снижает вероятность аварии.
3. Встроенные дополнительные датчики несанкционированного проникновения в жилье, протечки воды, появления дыма своевременно информируют хозяев о возникших проблемах.

Некоторые платы GSM-управления дают возможность дистанционно включить встроенный в блок микрофон и слышать происходящее в собственной квартире. Это полезно, если в доме работает бригада ремонтников или остались без присмотра дети.

Важным преимуществом является тот факт, что жилье отапливается зимой без перерывов. В результате не остывают стены здания, нет риска размораживания водопровода, не скапливается и не выпадает конденсат на внутренней отделке помещения.

Отрицательные стороны установки GSM управления отопительным оборудованием

В целом все выглядит привлекательно и оптимистично. Современные блоки контроля функций отопительного котла даже включены в программу планирования перспективного жилья «Умный дом».

С другой стороны, использование мобильного телефона и GSM управления ставит владельцев жилья в зависимость от качества изготовления электронных блоков и программного обеспечения. Любой сбой мобильного приложения смартфона, выход из строя или потеря СИМ-карты, взлом программы злоумышленниками делает систему отопления уязвимой.

Кроме того, с выходом новых моделей GSM система становится более сложной и, соответственно, менее надежной. Уже сегодня для ее установки на котел отопления, настройки и запуска в работу приходится привлекать подготовленного специалиста. Чем сложнее конструкция, тем больше вероятность ее поломки или появления отказов в работе.

Критерии выбора модуля управления котлом

Для владельцев старого котельного оборудования выбор не особо велик. Можно выбрать релейный GSM блок с управлением только электропитанием газового котла или модель с подключением платы к разъему внешнего термостата.

Примерно в половине случаев владельцы газовых котлов выбирают простейшие модели, мотивируя свое решение двумя правилами:

1. Ниже цена и проще установка на газовый котел. Дешевле ремонт, если вышло из строя реле или тиристор, всегда можно заменить своими руками. Настроить GSM управление помогут в компании-подрядчике.
2. Возможности управления температурой по телефону вполне хватает для контроля за работой котла.

По мере износа, старения и вывода из эксплуатации газовых котлов с электромеханическим управлением старые модели GSM блоков будут исчезать с рынка, постепенно заменяться современными системами с более устойчивой мобильной связью, новыми функциями.

Есть ли смысл ставить на котел современное GSM управление

Системы контроля однозначно будут востребованы для газового или электрического отопления:

1. В загородных домах, зимних дачах. Работа котла под управлением GSM системы – это единственный реальный способ защитить здание и застраховать себя от проблем с техникой.
2. В современных городских квартирах с индивидуальным отоплением. На время отсутствия хозяев GSM управление защищает жилье от холода и непрошенных гостей.
3. В офисах небольших компаний. GSM управление – это снижение расходов на отопление и одновременно на охранную сигнализацию.

Не все модели одинаковы – они отличаются по функционалу, цене и отношению работников компании к процессу установки. Технические характеристики и набор функций понравившейся системы можно узнать из рекламного проспекта.

Чтобы сделать окончательный выбор GSM системы управления котлом, обратите внимание на работу персонала при демонстрации возможностей электронного блока. Попросите провести небольшой стресс-тест реальной работы в условиях неустойчивой мобильной связи (это самая распространенная причина поломок). Отказ инженера будет означать, что компания не уверена в возможностях продукции.

Примеры популярных моделей

На рынке можно отыскать большое количество вариантов GSM систем для дистанционного контроля котлов. Цены на наиболее популярные модели могут отличаться в несколько раз.

Из российских наиболее распространенными считаются «Кситал GSM-4Т», «Кситал GSM-8Т», «Кситал GSM-12Т». Отличаются относительно простой конструкцией и надежностью. «Vaillant» и «Veismann», «PROTERM» подойдут для тех, кто уже поставил газовые котлы отопления этих компаний.

Обзор функциональных возможностей

В целом функционал моделей GSM управления во многом похож. Практически все блоки имеют слоты для установки двух сим-карт – основной и запасной. Например, «Кситал GSM 4T», «Vitocom Veismann» рассчитаны на работу с двумя номерами телефонов. Тот же «Sapsan Pro 6» способен работать с 10 номерами, а «Buderus Logomatic» – с 16 телефонами.

Встроенный микропроцессор, помимо температуры, позволяет контролировать:

• напряжение в сети и на резервном аккумуляторе;
• работу циркуляционного насоса;
• температуру воздуха – от 4 до 12 точек замера;
• наличие задымления в помещении;
• падение давления в контуре отопления.

Вся информация отправляется на телефон хозяев автоматически либо предоставляется по шифрованному запросу. В качестве дополнительной опции может быть добавлена услуга охранной сигнализации с выводом информации по GSM каналу на сотовый телефон, отправкой сообщений по электронной почте или на мобильное приложение.

Последние модели GSM блоков допускают подключение к проводной сети или WI-FI к Интернету. Правда, в этом случае придется дополнительно самостоятельно настраивать доступ к плате программными средствами или приглашать специалиста.

Запуск в работу и особенности управления

Стоимость установки с подключением оборудования к котлу не входит в цену GSM блока. Например, за монтаж Кситала по стандартной схеме придется заплатить от 5000 руб. За каждый дополнительный датчик нужно будет заплатить от 1000 руб, за прокладку провода (1 м. п.) еще 100 руб.

Как выполняется подключение:

1. Компания составляет техзадание, ориентируясь на пожелания заказчика.
2. Составляется смета на оборудование, оплачивается заказчиком.
3. Специалисты монтируют GSM блок, подключают к котлу, настраивают работу с мобильным телефоном.
4. Совместно с заказчиком проводятся испытания.

По результатам составляется акт выполненных работ, на основании которого производится оплата и оформление гарантии.

Обратите внимание, что в акте должны быть перечислены все установленные устройства с перечислением серийных номеров и названий. Также должна быть указана последовательность выполненных проверок и испытаний с внесением результатов работы.

Кроме того, заказчик имеет право провести собственноручно проверку работы всех режимов, в том числе в условиях помех от бытовых электроприборов, при задымлении, при падении давления в контуре отопления ниже критического. Только в этом случае можно будет принимать работу.

Идея использовать GSM управление котлом выглядит привлекательно для всех владельцев индивидуального отопления. Нужно учитывать отсутствие сети гарантийного обслуживания и ремонта мобильных блоков. Доказать гарантийный случай будет сложно, а отремонтировать поврежденный блок не проще, чем восстановить современный смартфон.

Зачем устанавливать GSM модуль для отопительного котла: видео.

Поделитесь своим опытом установки GSM-блока – были ли проблемы и как они решались? Добавьте статью в закладки, чтобы не потерять полезную информацию.

Дистанционное управление системой отопления

Интернет вещей (IoT, Internet of Things) является многообещающим направлением, как уверяют аналитики. Одним из главных трендов IoT является автоматизация жилья или, как любят выражаться маркетологи, создание «умного дома».

Оставим в покое словесные упражнения и рассмотрим конкретный проект.

Постановка задачи

Я живу в собственном доме недалеко от Москвы. Помимо очевидных плюсов подобного варианта проживания, имеются свои нюансы. Если в многоквартирном доме большинство коммунальных задач берет на себя управляющая компания, то в собственном доме их приходится решать самостоятельно.

Одной из таких задач для меня стала необходимость дистанционного мониторинга и управления системой отопления. Справедливо утверждение, что в средней полосе России отопление зимой это не вопрос комфорта, но выживания. Согласно многократно подтвержденному эмпирическому закону, все неприятности случаются в самое неподходящее время. Более чем за десятилетие опыта жизни в собственном доме я тоже убедился в справедливости этого закона.

Но если, например, отказ насоса водоснабжения в 30-ти градусный мороз еще как-то можно пережить, то выход из строя отопительного котла превращается в катастрофу. В такой мороз нормально утепленный дом выстужается менее чем за сутки.

Мне приходится часто отлучаться из дома на длительное время, в том числе и зимой. Поэтому возможность дистанционного мониторинга состояния системы отопления и ее управления стала для меня актуальной задачей.

В моем доме система отопления имеет два котла, солярный (увы, газа нет и не предвидится) и электрический. Данный выбор обусловлен не только вопросами резервирования, но и оптимизации расходов на отопление. По ночам, за исключением суровых морозов, работает электрокотел, так как в доме установлен двухтарифный электросчетчик. Мощности этого котла вполне хватает для комфортной ночной температуры (18-19 градусов). Днем же в работу вступает солярный котел, поднимающий температуру до 22-23 градусов. В таком режиме система отопления работает уже несколько лет и позволяет сделать вывод об экономичности данного варианта.

Понятное дело, что ежедневные ручные переключения режимов работы системы отопления не самое разумный выбор, поэтому принято решение автоматизировать этот процесс и, заодно, предусмотреть возможность дистанционного управления.

Техническое задание

Следуя привычке разработчика, первым делом я систематизировал требования к создаваемой системе управления и накидал для себя нечто похожее на техническое задание.

Вот краткий перечень основных требований к проектируемому решению:

• контролировать температуру в доме и на улице
• обеспечивать три режима выбора отопительных котлов (подробнее чуть ниже)
• обеспечивать дистанционный мониторинг состояния системы и ее управление

Первоначально в списке было еще несколько пунктов, но потом они оказались исключенными в силу разных причин. Например, я планировал оснастить систему экраном с индикацией текущих параметров и возможностью управления через тачскрин. Но это мне показалось не нужным дублированием дистанционного управления через Интернет. Конечно, можно придумать вполне жизненные ситуации, когда локальная индикация и управление необходимы. Не спорю, но не стоит забывать, что эта возможность потребовала бы дополнительного усложнения и удорожания системы.

В алгоритм управления системой отопления заложен сценарий апокалипсиса, связанный с полным отключением электроснабжения. Понятное дело, в этом случае не приходится рассуждать о дистанционном управлении. Но находящиеся в доме могут несколькими простыми манипуляциями перейти в аварийный режим отопления. Достаточно переключить один внешний четырехполюсный тумблер и запустить резервный бензиновый электрогенератор. Это обеспечит работу солярного котла в автономном режиме. На практике такое случалось уже пару раз, когда ледяные дожди приводили к массовому обрыву проводов ЛЭП.

Современные котлы отопления, как правило, имеют выносные блоки управления, подключаемые обычным двужильным проводом. Чтобы не влезать в заводские схемы управления, было решено коммутировать собственно эти провода. Разрыв провода, осуществляемый обычным электромеханическим реле, приводит к остановке работы котла.

Метод обеспечения безопасности IoT

Начитавшись страшилок про последствия взлома умных домов, я решил подстраховаться и минимизировать возможность внешнего взлома. Кто-то скажет, дескать, кому нужно взламывать именно твой умный дом. Соглашусь, вероятность минимальна, но наблюдая регулярные попытки хакинга своих вебсерверов, я решил действовать по принципу: лучше переспать, чем недоесть. Шутка.

Для этого я отказался от распространенной парадигмы, когда центральный сервер является инициатором управления распределенными умными датчиками (устройствами). Было решено использовать классическую схему клиент-сервер, где клиентом выступает умный датчик.
Выбор такой архитектуры не всегда возможен в IoT, но в данном случае вполне допустим, так как системы отопления обладают достаточно большой инерционность. Даже наличие возможности мгновенного и произвольного изменения установок в системе, например, значения температуры в помещении, не приводит к мгновенному достижению заданных параметров.

Передача инициативы в обмене данными на сторону умного датчика позволяет практически полностью исключить его взлом посторонними лицами. Ведь датчик воспринимает только ответ от сервера на свой запрос. Теоретически можно перехватить такой запрос и подменить ответ, но эта угроза минимизируется, например, протоколом https. Если нет желания поднимать в датчике этот протокол, то есть вариант с вычислением контрольных сумм с учетом параметров, априори неизвестных злоумышленнику. Но данный криптографический вопрос выходит за рамки рассматриваемой темы.

Если на запрос не был получен ответ сервера, умный датчик, выждав определенный тайм-аут, продолжает работать в ранее установленном режиме.

В качестве сервера было решено создать небольшой веб-сайт с базой MySQL, который развертывался на домене третьего уровня одного из моих сайтов. Сайт был написан с использованием адаптивной верстки, что позволяет комфортно работать со смартфона.
Для обмена информацией с сервером был выбран пятиминутный период.

Отчасти этот выбор обусловлен одним нюансом работы электрокотла. Для исключения закипания воды в колбе нагревателя от остаточного тепла ТЭНов, используется так называемый выбег котла. Другими словами, после выключения ТЭНов циркулярный насос продолжает работать некоторое время. В моем котле по умолчанию стоит выбег в течение 4 минут, хотя его можно увеличить и на более продолжительное время. Поэтому пятиминутный интервал обмена вполне укладывался в логику работы отопительной системы. Да и более частый обмен данными не давал никакой пользы, лишь приводил к увеличению числа записей в базе сервера.

Алгоритм работы

Работа умного датчика, получившего название метеомодуль, не содержит ничего необычного. В цикле опрашиваются датчики температуры и влажности. Это продолжается примерно 4,5 минуты. Затем происходит формирование GET-запроса к серверу и обрабатывается полученный ответ. В итоге период (главный цикл) получается длительностью примерно 5 минут. Здесь не требуется идеальная точность, на практике период оказался меньше на несколько секунд, что приводит к постепенному сдвигу. При идеальном пятиминутном периоде в сутки передавалось бы 288 отсчетов, реально их оказывается 289-290. Это совсем не сказывается на работе системы.

Основной скетч программы с подробными комментариями приведен в листинге. В силу обширного объема кода я не стал публиковать реализации используемых подпрограмм. В листинге оставлены диагностические сообщения для вывода в терминал.

/*
* Sketch Meteo Control Mega2560
* ver. 13.0
* упрощенный алгоритм автоматики день - солярка, ночь - электрика. Начальный порог 21 градус, шаг - 0,5 градуса
* обмен с сервером по http 1.0
*/

// libs
#include <Wire.h>
#include "DHT.h"

// wired connections
// подключение таймера через шину I2C, адрес на шине 104
#define DS3231_I2C_ADDRESS 104


// define
#define HYSTERESIS 0.5 // гистерезис порога температуры, градусы
#define LONG_CYCLE 9 // продолжительность цикла измерений, 9 - около 5 мин с учетом времени обмена с сервером 
#define SHORT_CYCLE 13 // продолжительность малого цикла измерений, 13 сек. с учетом времени сбора данных с датчиков малый цикл получается около 30 сек
#define DAY_BEGIN 6 // начало дневного тарифного периода
#define DAY_END 22 // конец дневного тарифного периода
#define MIN_INTERVAL 3000 // интервал чтения датчиков температуры 3 сек

#define PIN_DHT_IN 23 // вход датчика температуры и влажности внутри AM2301 
#define PIN_DHT_OUT 22 // вход датчика температуры и влажности снаружи AM2301

#define DHTTYPE DHT21

DHT dhtin(PIN_DHT_IN, DHTTYPE);
DHT dhtout(PIN_DHT_OUT, DHTTYPE);

#define RELAY_E 25 // выход управления реле электрокотла
#define RELAY_D 24 // выход управления реле солярного котла

#define LED_R 27 // LED RGB
#define LED_G 29 // LED RGB
#define LED_B 31 // LED RGB
#define LED 13   // внутренний светодиод

#define LEAP_YEAR(_year) ((_year%4)==0) // для вычисления високосного года

// vars
uint32_t workTime; // время работы котла с момента включения реле

float hIn; // влажность внутри
float tIn; // температура внутри 
float hOut; // влажность снаружи
float tOut; // температура снаружи
float tModule; // температура внутри метеомодуля

float tInSet; // установленное значение температуры внутри
float tOutSet; // установленное значение температуры снаружи. В текущей версии не используется. Параметр оставлен для развития

byte seconds, minutes, hours, day, date, month, year;
byte del; // счетчик большого цикла, считает декрементом малые циклы
char weekDay[4];

byte tMSB, tLSB;
float temp3231;

static  byte monthDays[] = {31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31};
uint32_t unixSeconds;  // метка времени UNIX

uint16_t timeWorkElectro;  // время работы (сек) электрокотла между сеансами обмена с сервером
uint16_t timeWorkDiesel;  // время работы (сек) солярного котла между сеансами обмена с сервером
uint32_t unixSecondsStartCycle;  // метка времени UNIX начала цикла между сеансами обмена с сервером

int modeWork; // режим работы метеомодуля, 0 - auto, 1 - ручное-выключено, 2 - ручное-электро, 3 - ручное-солярка, 4 - полуавтомат-электро, 5 - полуавтомат-солярка
byte typeBoiler; // тип рабочего котла, 0 - котлы не работают, 1 - электро, 2 - солярный

char statusBoiler; // статус работающего котла для сервера
char unit = '1'; // id модуля
char mode; // метка режима работы метеомодуля для сервера

String message; // строка для отправки на сервер

char ans; // символ из буфера
String answerServer; // исходная строка ответа сервера
String tInSer; // строка от сервера = порог температуры внутри
String tOutSer; // строка от сервера = порог температуры снаружи
String timeSer; // строка от сервера = установка времени

char datetime[15]; // массив для установки времени модуля

void setup()
{
  Serial.begin(115200); // выставляем скорость COM порта для терминала
  Serial.println("Start setup()");
  Serial.println("Meteo Module. Ver.13.0 Unit Number: " + String(unit));

  pinMode(LED, OUTPUT); //LED flash
  pinMode(LED_R, OUTPUT); //LED_R
  pinMode(LED_G, OUTPUT); //LED_G
  pinMode(LED_B, OUTPUT); //LED_B

  // инициализация внешнего таймера
  Wire.begin();
  //set control register to output square wave on pin 3 at 1Hz
  Wire.beginTransmission(DS3231_I2C_ADDRESS); // 104 is DS3231 device address
  Wire.write(0x0E); 
  Wire.write(B00000000);
  Wire.write(B10001000);
  Wire.endTransmission();


  // устанавливаем порог температуры по умолчанию
  tInSet = 21;
  tOutSet = -15;

  // включаем наружний термометр
  pinMode(PIN_DHT_OUT, INPUT_PULLUP);
  dhtout.begin();  

  // включаем внутренний термометр
  pinMode(PIN_DHT_IN, INPUT_PULLUP);
  dhtin.begin();
  
  // задаем пины управления котлами на выход
  pinMode(RELAY_E, OUTPUT);
  pinMode(RELAY_D, OUTPUT);

  modeWork = 0; // автоматический режим
  
  // котлы в состоянии выключено
  relayElectroSwitchOff();
  relayDieselSwitchOff();
  timeWorkElectro = 0; // сбрасываем время работы котлов
  timeWorkDiesel = 0;
  unixSecondsStartCycle = 0; // сбрасываем начальное время работы котлов
  typeBoiler = 0;
  
  Serial.println("All Boilers Off");
  digitalWrite(LED_G, HIGH); // включаем зеленый цвет RGB-светодиода. Исходное состояние, котлы выключены

  //инициализация serial 1 is to esp8266
  Serial1.begin(115200); //скорость передачи в модуль ESP8266
  Serial1.setTimeout(1000);
  while (!Serial1);

  String startcommand = "AT+CWMODE=1"; // модуль ESP8266 в режиме клиента
  Serial1.println(startcommand);
  Serial.println(startcommand);
  delay(2000);

  del = 0; // сброс счетчика большого цикла
}

void loop()
{
  Serial.print("Start loop(). ");
  // диагностический вывод текущего времени
  get3231Date(); // получаем текущее время
  unixSeconds = timeUnix(seconds, minutes, hours, date, month, year); // UNIX-метка в секундах
  Serial.print("Current datetime: ");
  Serial.print(weekDay); Serial.print(", ");
  if (date < 10)
    Serial.print("0");
  Serial.print(date, DEC); Serial.print(".");
  if (month < 10)
    Serial.print("0");
  Serial.print(month, DEC); Serial.print(".");
  Serial.print(year, DEC); Serial.print(" - ");
  if (hours < 10)
    Serial.print("0");
  Serial.print(hours, DEC); Serial.print(":");
  if (minutes < 10)
    Serial.print("0");
  Serial.print(minutes, DEC); Serial.print(":");
  if (seconds < 10)
    Serial.print("0");
  Serial.println(seconds, DEC);
  
  // сбор данных с датчиков
  Serial.println("Getting temperature and himidity");
  getSensors(); 

  // подготовка сообщения для отправки на сервер
  collectServerData();
  
  // БЛОК ОБМЕНА С СЕРВЕРОМ И ИНИЦИАЛИЗАЦИИ
  // отправка данных на сервер и прием управляющей строки
  Serial.println("Send data to server");
  connectServer();

  // анализ управляющей строки и установка новых режимов
  controlServer();    

  // БЛОК УПРАВЛЕНИЯ КОТЛАМИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УСТАНОВЛЕННОГО РЕЖИМА
  switch(modeWork){
    case 0: // автоматический режим
      Serial.println("Current Mode: Auto");
      autoMode();
      break;
        
    case 1: // ручной режим
      Serial.println("Manual Mode");
      manualMode1();
      break;
        
    case 2: // ручной режим
      Serial.println("Manual Mode");
      manualMode2();
      break;
        
    case 3: // ручной режим
      Serial.println("Manual Mode");
      manualMode3();
      break;
        
    case 4: // полуавтоматический режим
      Serial.println("Semi Auto Mode Electro");
      semiAutoMode4();
      break;
        
    case 5: // полуавтоматический режим
      Serial.println("Semi Auto Mode Diesel");
      semiAutoMode5();
      break;
  }

  del = LONG_CYCLE; // устанавливаем счетчик большого цикла

  while (del > 0)
  {
    Serial.print("Start short cycle #");
    Serial.println(del); // отображение номера малого цикла
    mDelay(SHORT_CYCLE); 
    // сбор данных с датчиков
    Serial.println("Getting temperature and himidity");
    getSensors(); 
    del--;  // декремент счетчика в большом цикле
  }
  
}

Как я упоминал выше, в метеомодуле предусмотрено три режима работы:

• автоматический
• полуавтоматический
• ручной

В автоматическом режиме метеомодуль по встроенным часам реального времени выбирает какой котел включить в то или иное время. В часы льготного тарифа на электроэнергию запускается электрокотел.

В первоначальном варианте системы предусматривалась возможность работы электрокотла так же в дневной период, чтобы сэкономить солярку. В этом варианте метеомодуль отслеживал продолжительность работы электрокотла днем. Если в течение часа не удавалось достичь заданной температуры в доме, то электрокотел отключался и после паузы на выбег, в работу включался солярный котел.

По опыту первой зимы такой вариант был убран. Причина заключалась в недостаточной мощности электрокотла, который не мог в относительно сильные морозы (ниже -10 градусов) обеспечить достижение заданной комфортной температуры. Поэтому было решено днем в автоматическом режиме однозначно запускать солярный котел.

Полуавтоматический режим подразумевает жесткий выбор того или иного котла с поддержанием автоматической регулировки его работы по датчикам температуры метеомодуля. Этот режим оказался полезным в нескольких случаях. Во-первых, при выходе одного котла из строя принудительно задается работа другого котла вне зависимости от времени суток. Во-вторых, в слабые морозы и оттепели можно круглосуточно включать в работу электрокотел, или, наоборот, в очень сильные морозы запускать только солярный котел.

Ручной режим я практически не использую. Он подразумевает не только выбор конкретного котла для работы, но и передачу управления им штатному выносному блоку. Другими словами, котел будет управляться заданными температурными параметрами на этом блоке. Метеомодуль в таком режиме продолжает работать только как станция мониторинга температуры и влажности.

В своем запросе к серверу метеомодуль передает пакет данных, который включает информацию о текущем состоянии котлов (какой котел выбран, работает или нет), текущее локальное время метеомодуля, продолжительность работы котлов в предшествующий пятиминутный период, текущую температуру и влажность внутри и снаружи дома. Так же в запрос включен идентификатор метеомодуля. В моем случае это излишне, но привычка проектировать под масштабирование дала о себе знать.

После отправки запроса метеомодуль ожидает ответ сервера в течение 20 секунд. Полученный ответ парсится с помощью регулярных выражений. В ответе сервера присутствует четыре параметра:

• пороговое значение температуры внутри дома
• пороговое значение температуры снаружи дома
• заданный режим работы
• время первоначальной установки для часов реального времени модуля

В текущей версии пороговое значение наружной температуры не используется. Эта возможность была предусмотрена для реализации выбора шаблонов отопления, в зависимости от температуры «за бортом». Возможно, эту функцию когда-нибудь реализую.

Последний параметр требуется довольно редко. Я его задавал лишь дважды. При первоначальном запуске модуля и после замены батарейки в модуле часов реального времени. Если временные установки не требуют изменения, то этот параметр равен нулю.

После разбора ответа от сервера, обнуляются текущие счетчики времени работы котлов. Ведь предыдущее значение уже было отправлено на сервер. При сбросе учитывается время паузы на ожидание ответа от сервера.

Надо заметить, что передаваемое время работы котла имеет оценочное значение. По этому параметру нельзя судит, скажем, о потребленной электроэнергии. Это связано с особенностями работы котлов отопления. Например, при достижении температуры в котле 80 градусов происходит его выключение, но продолжает работать циркулярный насос. При снижении температуры теплоносителя до 60 градусов, котел снова включается в работу. Метеомодуль лишь измеряет суммарное время, которое потребовалось котлу для достижения температурного порога внутри дома.

После достижения заданной температуры котел отключается, а метеомодуль продолжает с периодичностью 30 секунд считывать температурные показатели. При снижении температуры более чем на 0,5 градуса, котел отопления вновь включается в работу. Такая величина гистерезиса была подобрана опытным путем, с учетом инерционности работы системы отопления.

Для визуальной индикации работоспособности метеомодуля в подпрограмму задержки между циклами измерения температуры, добавлено мигание встроенным светодиодом.

Хочу отметить, что выбор режима работы котла происходит в конце пятиминутного периода. При первоначальном включении модуля или при его перезагрузке по умолчанию устанавливается автоматический режим.

Реализация

Для воплощения идеи я использовал то, что оказалось под рукой. Было решено построить метеомодуль с применением модулей Arduino. В качестве процессорной платы была взята Mega 2560, оставшаяся от предыдущих экспериментов. Эта плата заведомо избыточна для данной задачи, но она была в наличии. К тому же к ней был шилд макетирования, на котором разместились почти все остальные модули. Это часы реального времени DS3231 и WiFi-модуль ESP8266(01). Был куплен блок коммутации с двумя реле для раздельного управления электрическим и солярным котлами.

В качестве источника питания использован имевшийся компьютерный блок питания. Как известно, в таком блоке достаточно широкий выбор вторичного питающего напряжения. Там есть +5В и, что особенно важно при работе с WiFi-модулем ESP8266, +3,3В. К тому же эти блоки очень надежны, принимая во внимание непрерывный характер работы метеомодуля.

На рисунке представлена схема коммутации плат. Принципиальная схема не рисовалась в виду ее очевидности. На рисунке есть RGB-светодиод для визуальной индикации режимов работы метеомодуля. Зеленый цвет показывает, что котлы выключены, красный означает работу солярного котла, голубой – электрического. У меня под рукой не оказалось резисторов на 220 Ом, поэтому RGB-светодиод был подключен напрямую к выходам платы, без токоограничивающих резисторов. Каюсь, был не прав, но шел на риск осознанно. Ток потребления каждого вывода светодиода составляет всего 20 мА, выход платы позволяет подключать до 40 мА. За три года эксплуатации пока проблем не было.

В качестве датчиков температуры были использованы DHT21 (AM2301). Первоначально для измерения температуры внутри дома использовал датчик DHT11, но у него очень плохая точность измерения и, по невыясненной причине, библиотека DTH.h некорректно работала при использовании в схеме двух разных типов датчиков. Но так как замена DHT11 в силу его чрезмерной погрешности была очевидна, то я не стал разбираться с проблемой библиотеки.

Цифры в квадратиках означают номера проводов, подключающие внешние устройства к основной плате.

Вся схема была собрана в навесном металлическом щитке, используемом для монтажа электропроводки. Выбор такого корпуса так же был связан с тем, что имелось под рукой.

Но тут меня ожидал вполне предсказуемый сюрприз. При полностью закрытой дверце корпус щитка экранировал WiFi сигнал. Пришлось дверцу оставлять приоткрытой, так как не было желания искать другой подходящий корпус и все заново перемонтировать. Вот и живу уже три года с приоткрытой дверцей.

Сервер управления

Вебсервер, используемый для мониторинга и управления написан на чистом PHP и имеет адаптивную верстку. Первоначально была задумка написать приложение для Андроид, но от этой идеи отказался, так как все равно сервер был бы необходим.

После авторизации становятся доступны несколько страниц с информацией. Это текущее состояние системы по последнему полученному запросу от метеомодуля, таблица значений в текущем часе и графическое представление сводной информации за произвольный период времени. Так же есть страница с выбором настроек для управления метеомодулем.

На момент написания статьи метеомодуль был уже отключен, ведь отопительный сезон завершился. Поэтому все параметры на главной странице сайта актуальны на момент выключения. Внимательный читатель заметит, что это было 2 мая.

В качестве примера графиков приведены значения на 25 января 2018 года. Гистограммы показывают время работы котлов.

Страница установки параметров

Как я уже упоминал, это решение для мониторинга и управления системой отопления частного дома уже отработало три отопительных сезона. За это время было всего два зависания, вызванных долговременным пропаданием канала к Интернет. Причем зависал не весь метеомодуль, а только WiFi-модуль ESP8266.

В целом, функционал системы меня полностью устраивает, но учитывая явную избыточность примененной платформы, подумываю о его расширении.